(57)【要約】【課題】  ローラ検知温度が下がった場合に、定着部を用紙が通過する時間をより長くなるようにすることにより、生産性を下げることなく定着性を上げることができる定着装置およびこれを備え例えば画像形成装置を提供する。【解決手段】  相対して位置する２組の加熱ローラ１８、２１および加圧ローラ１９、２２、前記加熱ローラ１８、２１中のヒータ２６、２７、前記加熱ローラ１８、２１の上方に位置する補助ローラ２３、前記加熱ローラ１８、２１と前記補助ローラ２３に外接するベルト３０を含み、前記２組の加熱ローラ１８、２１および加圧ローラ１９、２２間を通過する用紙にトナーを加熱・定着させ、そのさい加熱ローラ温度検出手段２８、２９による検出温度に基づいて前記ヒータ２６、２７への通電を制御する定着装置において、通紙開始時と通紙中の検出温度に応じて、前記２組の加熱ローラ１８、２１および加圧ローラ１９、２２を相対的に平行移動できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対して位置する２組の加熱ローラおよび加圧ローラ、前記加熱ローラ中のヒータ、前記加熱ローラの上方に位置する補助ローラ、前記加熱ローラと前記補助ローラに外接するベルトを含み、前記２組の加熱ローラおよび加圧ローラ間を通過する用紙にトナーを加熱・定着させ、そのさい加熱ローラ温度検出手段による検出温度に基づいて前記ヒータへの通電を制御する定着装置において、通紙開始時と通紙中の検出温度に応じて、前記２組の加熱ローラおよび加圧ローラを相対的に平行移動できることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
排紙側の加熱ローラ、加圧ローラ、補助ローラを移動させるさいの駆動手段がステッピングモータであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記ローラの位置調整をする基準温度が複数あり、通紙中に加熱ローラの検出温度がそれらの温度まで上昇したとき、あるいはそれらの温度より下降したとき、そのたびごとに排紙側の加熱ローラ、加圧ローラおよび補助ローラを平行移動させることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記補助ローラの代わりに伸縮性の素材よりなるベルトを用いることにより、排紙側の加熱ローラおよび加圧ローラを移動させたときも、前記ベルトがたるまない程度に張力が保たれるようにしたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱ローラの温度を制御できる定着装置、およびこれを備える静電式複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置、例えば複写機においては、感光体ドラムに形成した静電潜像をトナー像に顕像化し、このトナー像を用紙に転写したのち、定着装置によって、加熱定着させるようにしている。この定着装置は、圧ローラおよびヒータにより加熱される熱ローラを含み、両ローラ間を通過する用紙にトナーを加熱定着させることが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
特許文献１では、多色画像を用紙に定着する場合に、異なるトナーの溶融温度の相違によっても、ダウンタイム、コールドオフセットまたはホットオフセット現象を生ずることがない定着装置を開示している。また、特許文献２では、自動的に生産性の低下を最小限に抑えることができるＣＰＭダウンモードを実現することを開示している。
加熱定着を行うためには、定着装置が所定の高温に達していることが必要である。ところが、連続的にコピーを実施する場合、通過する用紙によって熱が奪われることにより定着ローラの温度が下がり、定着不良を発生するおそれがある。
そこで、従来、通紙間隔を長くして単位時間辺りの通紙枚数を低下させ（いわゆるＣＰＭダウン）、用紙が通過していない時間を長くすることにより定着性を向上させている。
【特許文献１】特開平１０−１７７３１３号公報
【特許文献２】特開平１０−２２２０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＣＰＭダウンは、すなわち生産性の低下であり、定着性と生産性を両立することが困難となる。この場合、生産性をできるだけ良好に保ちつつ、定着性をも良好に保つためにＣＰＭダウンを行なわなければならず、開発時も試行錯誤を繰り返すことによって、状況に応じて最適なＣＰＭおよび定着制御温度などを決めなければならない。
生産性を不必要に損なわずに定着性を保つような定着装置の例としては、上述した特許文献１および特許文献２がある。特許文献１はトナーの種類によって通紙間隔を変えることで、また、特許文献２は、温度勾配によりＣＰＭダウン開始温度および通紙間隔を変えることで、不必要な生産性低下を防ごうとしている。しかし、いずれもＣＰＭダウンを行なっていることに変わりはなく、通紙開始時の生産性を保ちつつ連続通紙を継続できているわけではない。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、ローラ検知温度が下がった場合に、定着部を用紙が通過する時間をより長くなるようにすることにより、生産性を下げることなく定着性を上げることができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、相対して位置する２組の加熱ローラおよび加圧ローラ、前記加熱ローラ中のヒータ、前記加熱ローラの上方に位置する補助ローラ、前記加熱ローラと前記補助ローラに外接するベルトを含み、前記２組の加熱ローラおよび加圧ローラ間を通過する用紙にトナーを加熱・定着させ、そのさい加熱ローラ温度検出手段による検出温度に基づいて前記ヒータへの通電を制御する定着装置において、通紙開始時と通紙中の検出温度に応じて、前記２組の加熱ローラおよび加圧ローラを相対的に平行移動できることを特徴とする定着装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、排紙側の加熱ローラ、加圧ローラ、補助ローラを移動させるさいの駆動手段がステッピングモータである請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記ローラの位置調整をする基準温度が複数あり、通紙中に加熱ローラの検出温度がそれらの温度まで上昇したとき、あるいはそれらの温度より下降したとき、そのたびごとに排紙側の加熱ローラ、加圧ローラおよび補助ローラを平行移動させる請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記補助ローラの代わりに伸縮性の素材よりなるベルトを用いることにより、排紙側の加熱ローラおよび加圧ローラを移動させたときも、前記ベルトがたるまない程度に張力が保たれるようにした請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項記載の定着装置を備える画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、加圧ローラおよびヒータにより加熱される加熱ローラを含み、かつ両ローラ間を通過する用紙にトナーを加熱・定着させる定着装置を備えた画像形成装置に適用され、前記加熱ローラおよび加圧ローラより排紙側にもう１組の加熱ローラおよび加圧ローラがあり、必要に応じて排紙側の加熱ローラおよび加圧ローラを排紙側にベルト張力を保ちつつ移動することが可能となる。
これによって、通紙開始時は給紙側の加熱ローラおよび加圧ローラと排紙側の加熱ローラおよび加圧ローラを互いに近い距離に、通紙中に検出温度が一定まで低下したら、排紙側の加熱ローラおよび加圧ローラを、ベルトの張力が保たれるように補助ローラを位置調整しつつ排紙側に平行移動して、再度検出温度が一定まで上昇したら再び排紙側加熱ローラおよび加圧ローラを元の位置に戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の定着装置を使用する画像形成装置の動作制御および画像データの制御に関する部分を示すブロック図である。後述のフローチャートに基づいて後述する本発明の動作はすべてこのブロックにより実現される。
図１において、操作部１からの指示を受けて作動する制御部２はＣＰＵ３、このＣＰＵ３を動作させるためのプログラムを格納するＲＯＭ４、プログラム用ワークＲＡＭ５、制御、タイミングなどの調整値および登録した複写モード設定を格納し、電源を切ってもデータを保持しておくことが可能な不揮発性ＲＡＭ６から構成される。
また、制御部２は画像形成装置内のセンサ群８の入力を基に負荷群９の点灯制御、または移動を制御するＩＯ制御７から構成されている。センサ群８には後述する第１加熱ローラ温度検出センサ２８、第２加熱ローラ温度検出センサ２１などを含み、負荷群９には第１および第２ヒータ２６および２７を含んでいる。
さらに、図１には、ＨＤＤコントローラ１０、画像処理部１１、画像用ＲＡＭ１２、ＨＤＤ１３、読み取り部１４、書き込み部１５、ＮＣＵ１６、ＦＣＵ１７が示されているが、これらの各部については公知の技術であり、本発明において特色のある部分ではないので詳細な説明は省略する。
【０００７】
図２は本発明による定着装置を示す概略図である。図３は図２の定着装置のローラ間の距離を用紙搬送方向に長くした状態を示す概略図である。図４は図２の定着装置の動作制御を説明するフローチャートである。
図２において、定着装置２０は、第１加圧ローラ１９と第１ヒータ２６により加熱される第１加熱ローラ１８との間を通過する用紙（図示せず）にトナーを加熱・定着させるものである。
第１加熱ローラ１８は金属製の小型の中空ローラからなる。中空のローラからなる第１加熱ローラ１８の内部には、石英ガラス管ヒータ等からなる第１ヒータ２６が収容され、この第１ヒータ２６によって第１加熱ローラ１８が加熱される。
第１加圧ローラ１９は小径のゴムローラからなり、径方向に移動自在に支持されているとともに、図示してないばね部材によって第１加熱ローラ１８側へ所定の付勢力で付勢されている。
第１加熱ローラ１８から見て排紙側に、相対する形で第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２が位置している。第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２は、それぞれ第１加熱ローラ１８、第１加圧ローラ１９と同様な構造、材質である。
また、第２加熱ローラ２１には第１ヒータ２６と同様な第２ヒータ２７が収容され、この第２ヒータ２７によって第２加熱ローラ２１が加熱される。第１加熱ローラ１８および第２加熱ローラ２１から見て上方にさらに補助ローラ２３がある。
それら３本のローラにベルト３０が外接している。このベルト３０は、たるむことのないよう一定の張力が掛けられている。図２および図３には、さらに、定着入口スイッチ２４および排紙検出スイッチ２５が示してある。
第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２は、定着装置２０内において、用紙が通紙する方向に移動させることができ、図２のように、例えば、ステッピングモータである駆動モータ（図示せず）によって、補助ローラ２３でベルト張力を保ちつつ、定着部の距離を長くすることができる。
【０００８】
次に、図４を参照して、通紙開始直後においては図２の状態にある。既定のタイミングにおいて、第１加熱ローラ温度検知検出センサ２８による検出温度ｔと、第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２を排紙側に移動するか否かを判断する温度Ｔ（以降、この判断温度を定着部長さ調整温度と呼ぶこととする）とを比較する（Ｓ１）。
ｔ＜Ｔで、かつ第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２が図２の状態、つまり定着部の距離が短い状態にある（Ｓ２）場合は、第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２を排紙側に同距離だけ移動させ、図３の状態にする（Ｓ３）。
このとき同時に、ベルト３０が張力を保つように、補助ローラ２３を下方に移動する。ｔ＜Ｔでかつ、すでに図３のように定着部の距離が長い状態にある場合は、第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２の排紙方向への動作は行なわない。
また、ｔ≧Ｔの場合で、かつ第２加熱ローラ２１が図３の状態、つまり定着部が長い状態にある（Ｓ４）場合は、第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２を給紙側に同距離だけ移動し（Ｓ５）、図２の状態にする。
このとき同時に、ベルト３０が張力を保つように、補助ローラ２３を上方に移動する。ｔ≧Ｔでかつ、定着部が図２のように短い状態にある場合は、第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２の給紙方向への動作は行なわない。
以上の制御により、図２の状態でローラ温度が低下し、この状態による定着では定着性が不十分な場合でも、定着部の距離をより長くすることで、生産性を落とさず定着性を確保することができる。
【０００９】
すなわち、通紙開始時は給紙側の第１加熱ローラ１８および第１加圧ローラ１９と排紙側の第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２は互いに近い距離にある。
通紙中に検出温度が一定まで低下したら、排紙側の第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２を、ベルト３０の張力が保たれるように補助ローラ２３を位置調整しつつ排紙側に平行移動して、再度検出温度が一定まで上昇したら再び排紙側第２加熱ローラ２１および第２加圧ローラ２２を元の位置に戻す。
補助ローラ２３の代わりにベルトに伸縮性のあるものを使用することで、上記と同様にローラ１８、１９、２１、２２を移動させたときでも、ベルトがたるまない程度に張力を保つことができることが可能となる。
本発明では、用紙の定着部通過により、短い定着時間のみでは定着性が保てなくなった場合でも、定着部の距離を調整することで、生産性を失うことなく定着性を確保することができる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の定着装置を使用する画像形成装置の動作制御および画像データの制御に関する部分を示すブロック図である。
【図２】本発明による定着装置を示す概略図である。
【図３】図２の定着装置のローラ間の距離を用紙搬送方向に長くした状態を示す概略図である。
【図４】図２の定着装置の動作制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００１１】
３  制御装置（ＣＰＵ）
１８  第１加熱ローラ
１９  第１加圧ローラ
２０  定着装置
２１  第２加熱ローラ
２２  第２加圧ローラ
２３  補助ローラ
２６  第１ヒータ
２７  第２ヒータ
２８  加熱ローラ温度検出手段（第１加熱ローラ温度検出センサ）
２９  加熱ローラ温度検出手段（第２加熱ローラ温度検出センサ）
３０  ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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